JP2002144499A - フルオロポリマーと水素添加ポリマーとからなる多層組成物 - Google Patents
フルオロポリマーと水素添加ポリマーとからなる多層組成物Info
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Abstract
ポリマーに特徴的な高い耐薬品性と水素添加ポリマーが
熱加工される時の良好な機械特性を示す多層ポリマー製
品の提供。 【解決手段】 A)テトラフルオロエチレン(TFE)
およびまたはクロロトリフルオロエチレン(CTFE)
とのエチレン(E)の共重合体を主成分とする第一層、 B)アクリルモノマーで変性された、テトラフルオロエ
チレン(TFE)および/またはクロロトリフルオロエ
チレン(CTFE)とのエチレン(E)の熱加工可能な
共重合体からなる第二中間層、および C)水素添加ポリマーを主成分とする第三層からなり、
層B)および/または層C)中に、一つまたはそれ以上
の架橋剤を含有している前記の多層組成物。
Description
た接着性を有する、熱加工可能なフルオロポリマーと水
素添加ポリマーとからなる多層組成物に関する。
ロポリマー[テトラフルオロエチレン(TFE)および
/またはクロロトリフルオロエチレン(CTFE)との
エチレン(E)の共重合体である]と水素添加ポリマー
とを主成分とする多層組成物に関する。前記の多層組成
物は、単層間の改善された接着性と高い耐薬品性を示
す。
産業に於いて、水素添加ポリマーを燃料ホースや燃料ラ
インの製造に使用することは先行技術で公知である。水
素添加ポリマーの例としては、ポリアミド、ポリ塩化ビ
ニル(PVC)、ニトリルゴム(NBR)である。前記
のポリマーから得られた製品の欠点は、低い耐薬品性
と、ガソリン及びオイル、殊にSFオイルに対する高い
透過性である。この液体、殊にガソリンに対する高い透
過性は、危険物質が環境へ多量に放出されることを意味
する。ほとんどの国の法規が、環境への影響のために、
これらの放出に対しますます制限を強めている。したが
って、低い透過性と改善された耐薬品性を有する製品が
求められている。
比べて、ガソリン、および殊に自動車産業で使用される
浸透性のオイルに対して優れた耐薬品性を有しているこ
とは公知である。フッ素化ポリマーの欠点は高いコスト
であり、それにより使用が制限される。
するために、例えば燃料ホース(水素化ゴム/フッ素化
ポリマー)や燃料ライン(ポリアミド/フッ素化ポリマ
ー)の製造において、水素添加ポリマーをフッ素化ポリ
マーで積層することが試みられている。しかしながら、
フッ素化ポリマーと水素添加ポリマー間の粘着は極めて
弱い。これらの積層を可能にするような解決策を発見す
る研究が進められた。殊に、テトラフルオロエチレン
(TFE)および/またはクロロトリフルオロエチレン
(CTFE)とのエチレン(E)の熱加工可能なフッ素
化共重合体、例えばオーシモントにより商品化されたハ
ーラー(Halar)(登録商標)に関しては本当であ
る。本出発明者により実施されたテストは(比較例を参
照されたい)、水素添加ポリマー/フッ素化ポリマーの
2層積層物では、製品の層間で弱い粘着かまたは、ほと
んどの場合、非粘着の結果を示した。
着性を有し、同時にフッ素化ポリマーに特徴的な高い耐
薬品性と水素添加ポリマーが熱加工される時の良好な機
械特性を示す製品とする必要性が感じられていた。
は、 A)テトラフルオロエチレン(TFE)および/または
クロロトリフルオロエチレン(CTFE)、好ましくは
CTFEとのエチレン(E)の共重合体をベースとする
第一層; B)式: CH2=CH−CO−O−R2 (a) [式中、R2は炭素原子1〜20のC1〜C20の水素化基
で、直鎖および/または分岐したアルキル基またはシク
ロアルキル基であるか、またはR2はHであり、R2基
は、ヘテロ原子、好ましくはCl、O、Nを任意に含ん
でもよく、好ましくはOH、COOH,エポキサイド、
エステル及びエーテルから選択される一またはそれ以上
の官能基を任意に含んでもよい]のアクリルモノマーで
変性された、テトラフルオロエチレン(TFE)および
/またはクロロトリフルオロエチレン(CTFE)との
エチレン(E)の熱加工可能な共重合体を主成分とする
第二中間層、および C) 水素添加ポリマーを主成分とする第三層;から
なり、層B)および/または層C)中に、一つまたはそ
れ以上のフッ素化ポリマーの架橋剤を含有している多層
組成物である。
0モル%、好ましくは40〜50%のエチレン:−40
〜70モル%、好ましくは50〜60%の、テトラフル
オロエチレン、クロロトリフルオロエチレンまたはそれ
らの混合物から選択されたフッ素化モノマー;−任意
に、前記のモノマーの和に対して0.1〜5モル%の、
パーフロオロアルキルビニルエーテル、好ましくはパー
フルオロプロピルビニルエーテル(PPVE)、パーフ
ルオロジオキソール、ヘキサフルオロイソブテンから選
択されるフッ素化モノマーを含む。
〜70モル%,好ましくは35〜55%のエチレン;−
30〜90モル%、好ましくは45〜65%の、テトラ
フルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、また
はそれらの混合物、好ましくはCTFE、から選択され
たフッ素化モノマー;−前記のモノマーの和に対して
0.1〜30モル%、好ましくは1〜モル15%のアク
リルコモノマー(a)により形成される。
n−ブチルアクリレートである。
して0〜95重量%、好ましくは70〜95重量%の量
の熱加工可能な層A)の共重合体からなり、ただし層
B)は式(a)のアクリルモノマー量を少なくとも0.
1モル%含む。層B)に於いて、A)とB)の共重合体
のブレンドが使用され、そしてブレンド中の式a)のモ
ノマーの最終量が0.5モル%より少ない場合、多層体
は層A)を使用せずに作ることが出来、それでも多層体
の特性が実質的に保持されることが本出願人により発見
されている。
またはエラストマータイプであり、好ましくは熱加工可
能タイプである。熱加工可能なポリマーの中でも、ヒド
ロセルロースポリマー、ナイロン6.ナイロン66、ナ
イロン11,ナイロン12のようなポリアミド、ポリア
ミド共重合体、ポリカーボネート、例えばポリエチレン
テレフタレートのようなポリエステル、例えば高及び低
密度ポリエチレンのようなポリオレフィン、オレフィン
共重合体、ポリイミド、ポリスチレン、ポリウレタン、
ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリスルホン、エチレン/
酢酸ビニル共重合体、ポリアクリロブタジエンスチレン
(ABS)を挙げることが出来る。
ム、二トリルゴム(NBR)、エチレン−プロピレンゴ
ム(EPM)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(E
PDM)、NVCゴム(PVCと混合したニトリルNB
Rゴム)、エピクロロ−ヒドリンゴム(CO及びEC
O)を挙げることが出来る。
は、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミドであ
る。好ましい水素添加エラストマーは、エピクロロヒド
リン及びニトリルゴム(NBR)である。本発明の多層
組成物で使用される架橋剤は、ラジカルタイプまたはイ
オンタイプであり、ともに公知であり且つ通常フッ素化
ポリマーの架橋に使用される。
シアヌレート(TAIC)、トリアリルシアヌレート
(TAC)、ジアリルイソフタレート(米国特許第4,
039,631号)、ジアリルテレフタレート(米国特
許第4,039,631号)、フェニルインダンのエス
テル(米国特許第3,763,222号)、アリールポ
リカルボン酸のトリアリルエステル(米国特許第3,8
40,619号)、例えば1,6ジビニルパーフルオロ
ヘキサン(米国特許第5,612,419号を参照)の
ようなビス−オレフィン及びその他(米国特許第4,1
21,001号を参照)を挙げることが出来る。ラジカ
ル架橋剤の中でも、トリアリルイソシアヌレートが好ま
しい。ラジカル架橋剤は、例えばルペルコ(Luper
co)101 XL(不活性支持体上に担持された45
重量%の2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert-ブチル
パーオキシ)ヘキサン)、ジクルミルパーオキサイド及
びtert-ブチルハイドロパーオキサイドのようなパーオ
キサイドと組み合わせて使用されるのが好ましい。この
場合、パーオキサイドが層C)中に存在する時、架橋剤
は層B)中に存在し、またはその逆である。
モニウムまたはホスホニウム塩、好ましくは例えばテト
ラブチルまたはホスホランアミン塩のようなテトラアル
キル塩のような架橋促進剤との組み合わせて、例えばヘ
キサメチレンジアミンカルバメート、N,N’−ジ−シ
ンナミリデン−1,6ヘキサンジアミンのようなアミン
タイプ、例えばm−フェニレンビスマレイミドのような
マレイミド誘導体、C 4〜C20の脂肪族ジアミン、また
は例えばビスフェノール、A、AF及びSのようなポリ
ヒドロキシ芳香族化合物が挙げられる。この場合、ポリ
ヒドロキシ芳香族化合物が層C)中に存在するときは、
架橋促進剤は層B)中に存在し、またはその逆である。
好ましくは、架橋促進剤は層C)に存在する。架橋促進
剤とポリヒドロキシ芳香族化合物とのモル比は、一般的
に1:5〜1:1の範囲である。イオン的に活性な架橋
剤中で、脂肪族および芳香族の保護された両方のジアミ
ンが好ましい。好ましくは、アミンは層C)中で使用さ
れる。
0.0重量%の範囲で、好ましくは0.5〜10.0重
量%、更に好ましくは1.0〜5.0重量%の範囲であ
る。
以上の任意成分、例えば充填剤(例えば、ポリテトラフ
ルオロエチレン(PTFE)、シリケート),「煙抑制
剤」、滑剤、顔料、「難燃剤」、「発泡剤」、可塑剤
(例えば、モルフレック(MORFLEX)(登録商
標)560)、金属酸化物(ZnO、MgO)、無機塩
基(Ca(OH)2),例えばイルガノック(Irga
nox)(登録商標)1010のような熱安定剤を含む
ことが出来る。前記の任意成分の最大合計量は、0〜3
0重量%の範囲である。
びC)の共押出で得ることが出来る。代替法は、単層を
その成分の軟化温度で圧縮することである。好ましくは
共押出法が使用される。
例えば燃料ラインはポリアミド(層C)と本発明の層
A)及び層B)との共押出で得られ、燃料ホースは例え
ば層A)と層B)の共押出で形成されたチューブ上に水
素添加ゴム(層C)を押出す事で得られる。
/B/Cは、以下の特性: − 多層体の層A)が攻撃的流体と接触した時の高い耐
薬品性、 − 良好な機械的特性、 − 単層間の極めて良い接着性、それにより製品が完全
に一体成型される、の組み合わせを示す。
れるが、その目的とするところは単なる説明であって、
本発明の範囲を限定するものではない。
の製造
ール、52mlのメチルシクロペンタン及び2Kgのク
ロロトリフルオロエチレンが、ハステロイ(Hastello
y)C製のじゃま板と450rpmで作動する攪拌機を
備えた琺瑯引きのオートクレーブに仕込まれた。オート
クレーブはその後、反応温度15℃まで加熱され、そし
てエチレンを12.6絶対バールの圧力まで供給した。
れ、0.12gTCAP/mlに等しい滴定濃度を有す
る、トリクロロアセチルパーオキサイド(TCAP)の
イソオクタン溶液の形態で、重合の間じゅう、40ml
/時間の流速でラジカル重合開始剤が導入された。
まで反応器に連続的にエチレンを供給し続けることで、
圧力は一定に保持され、全200mlの重合開始剤溶液
を導入した。オートクレーブから排出された製品を12
0℃で約16時間乾燥した。乾燥した製品の得られた量
は1507gであった。
安定剤として使用される、0.45重量%のマーク(M
ARK)−260(登録商標)や0.15重量%のアク
リン(Aclyn)−316(登録商標)のような、任
意成分と配合された。次に配合物製品は,溶融温度27
0℃で、18mmの直径と直径の25倍相当の長さを有
する、ハステロイC−276製のブラベンダー社製単軸
スクリュー押出機でペレット化された。1.5mmの厚
みを有する平板が顆粒から圧縮成型によって得られた。
A 40/55/5モル%)の製造
コール、20mlのメチルシクロペンタン、10gのn
−ブチルアクリート及び2Kgのクロロトリフルオロエ
チレンを、ハステロイC製のじゃま板と450rpmで
作動する攪拌機を備えた琺瑯引きのオートクレーブに仕
込んだ。オートクレーブはその後反応温度15℃まで加
熱され、そしてエチレンを8.2絶対バールの圧力まで
供給した。その後、オートクレーブに、−17℃に保た
れ、0.1gTCAP/mlに等しい滴定濃度を有す
る、トリクロロアセチルパーオキサイド(TCAP)の
イソオクタン溶液の形態で、重合の間じゅう、ラジカル
重合開始剤を連続的に仕込んだ。更に、エチレン消費量
が20、40、60、80、100、120、140、
160及び180gの各時点で10gのn−ブチルアク
リレートを導入し、初期仕込み量を含め、全100gの
n−ブチルアクリレートを導入した。
まで反応器に連続的にエチレンを供給し続けることで、
圧力を一定に保持し、全399mlの重合開始剤溶液が
導入された。全重合期間は555分続いた。オートクレ
ーブから排出された製品は120℃で約16時間乾燥し
た。乾燥した製品の得られた量は1200gであった。
安定剤として使用される、0.45重量%のマーク−2
60(登録商標)や0.15重量%のアクリン−316
(登録商標)のような、任意成分と配合した。次に配合
物製品は,溶融温度240℃で、18mmの直径と直径
の25倍相当の長さを有する、ハステロイC−276製
のブラベンダー社製単軸スクリュー押出機でペレット化
した。1.5mmの厚みを有する平板が顆粒から圧縮成
型によって得られた。
チレンジアミンモノカルバメートと配合した。次にそれ
を、溶融温度225℃で、18mmの直径と直径の25
倍相当の長さを有する、ハステロイC−276製のブラ
ベンダー社製単軸スクリュー押出機でペレット化した。
1.5mmの厚みを有する平板が顆粒から圧縮成型によ
って得られた。
下に270℃で10分間保った。機械的応力をかけて、
多層体A/B/Cの層Cから層Aを分離することを試み
た。
あるために、層AとCの間の層剥離力は測定できなかっ
た。層を分離するためにかける応力を増加することによ
り、層間剥離が得られずに製品の破壊に至った。このこ
とは本発明の多層体が各単層間に高い接着性を持つこと
を示している。
耐薬品性により与えらる。層Aは異なった温度でトルエ
ンと接触させた。層Aを形成するポリマーの重量変化を
評価した; 温度 重量変化 30℃ 3.5% 50℃ 4.0% 75℃ 5.0% 100℃ 7.2%
性が高く且つ層Aにより与えられているので、高温に於
いてもまた、重量変化が限られていることが示される。
50.0/1.1モル%)の製造 45.6Lの脱塩水を350rpmで作動する攪拌機を
備えた、30ガロンのフラウドラー型の琺瑯引きオート
クレーブに仕込んだ。オートクレーブを窒素で加圧し、
引き続き脱気した。ついで13.6Kgのメタノール、
100mlのクロロホルム、4.0Kgのパーフルオロ
プロピルビニルエーテル(PPVE)及び22.7Kg
のクロロトリフルオロエチレン(CTFE)を導入し
た。反応器を5℃に冷し、ついで内圧が13.4絶対バ
ールに到達するまでエチレンで加圧した。ついでオート
クレーブ中に、−17℃に保たれ、0.09g/mlに
等しい濃度を有する、トリクロロアセチルパーオキサイ
ド(TCAP)のCFC−113溶液の形態の、ラジカ
ル重合開始剤を徐々に導入した。全体で59.6gのT
CAPを供給した。作動圧力は、エチレンを連続供給す
ることで、反応中ほぼ一定に保持した。235分後、反
応を停止した。10.4Kgの乾燥ポリマーが得られ
た。
下に270℃で10分間保った。機械的応力をかけて、
多層体A/B/Cの層Cから層Aを分離することを試み
た。層間にお互いからの分離を妨げる粘着力があるため
に、層AとCの間の層剥離力は測定できなかった。この
ことは本発明の多層体が各単層間に高い接着性を持つこ
とを示している。
耐薬品性により与えられる。層Aは異なった温度でトル
エンと接触させ、層Aを形成するポリマーの重量変化を
評価した; 温度 重量変化 30℃ 4.5% 50℃ 5.5% 75℃ 7.6% 100℃ 11.8%
高く且つ層Aにより与えられているので、高温に於いて
もまた、重量変化が限られていることを示している。
gの実施例1の層Aの共重合体の顆粒と混合した。次に
その配合物を、溶融温度270℃で、18mmの直径と
直径の25倍相当の長さを有する、ハステロイC−27
6製のブラベンダー社製単軸スクリュー押出機でペレッ
ト化した。1.5mmの厚みを有する平板が顆粒から圧
縮成型によって得た。
加圧下に270℃で10分間保った。機械的応力をかけ
て、多層体A/B/Cの層Cから層Aを分離することを
試みた。層間にお互いからの分離を妨げる粘着力がある
ために、層AとCの間の層剥離力は測定できなかった。
このことは本発明の多層体が各単層間に高い接着性を持
つことを示している。
用いて製造した。板を重ね、加圧下に270℃の温度で
10分間保った。組成物A/Cはその成分間で、いかな
る粘着も示さなかった。
い耐薬品性(層Aにより与えられる)と良い機械特性
(層Cにより与えられる)を有する、A)とC)とで形
成される製品を得ることが不可能であることを示してい
る。
善された接着性と、高い耐薬品性を示す製品を提供でき
ることが示された。
Claims (19)
- 【請求項1】 次のものから構成される多層組成物: A) テトラフルオロエチレン(TFE)および/また
はクロロトリフルオロエチレン(CTFE)とのエチレ
ン(E)の共重合体を主成分とする第一層、 B)式: CH2=CH−CO−O−R2 (a) [式中、R2は炭素原子1〜20のC1〜C20の水素化基
で、直鎖および/または分岐した、アルキル基またはシ
クロアルキル基であるか、またはR2はHであり、R2基
はヘテロ原子を任意に含み、OH、COOH、エポキサ
イド、エステル及びエーテルから選択される1またはそ
れ以上の官能基を任意に含む]のアクリルモノマーで変
性された、テトラフルオロエチレン(TFE)および/
またはクロロトリフルオロエチレン(CTFE)とのエ
チレン(E)の熱加工可能な共重合体からなる第二中間
層、および C) 水素添加ポリマーを主成分とする第三層とからな
り、層B)および/または層C)中に一つまたはそれ以
上の架橋剤を含有する多層組成物。 - 【請求項2】 層A)の共重合体が、 ― 30〜60モル%のエチレン; ― 40〜70モル%のテトラフルオロエチレンおよび
/またはクロロトリフルオロエチレンから選択されるフ
ッ素化モノマー;および ― 任意に、前記のモノマーの和に対して0.1〜5モ
ル%の、パーフルオロアルキルビニルエーテル、パーフ
ルオロジオキソール、ヘキサフルオロイソブテンから選
択されるフッ素化モノマー;を含む請求項1による多層
組成物。 - 【請求項3】 層B)の熱加工可能な共重合体が、 ― 10〜70モル%のエチレン、 ― 30〜90モル%のテトラフルオロエチレン、クロ
ロトリフルオロエチレンから選択されるフッ素化モノマ
ー、および ― 前記のモノマーの和に対し、0.1〜30モル%の
コモノマー(a)により形成される請求項1または2に
よる多層組成物。 - 【請求項4】 層B)が、層B)の共重合体に対して0
〜95重量%の量の層A)の熱加工可能な共重合体から
もなり、ただし層B)が、式(a)のアクリルモノマー
量を少なくとも0.1モル%含む、請求項1〜3のいず
れか一つによる多層組成物。 - 【請求項5】 層C)の水素添加ポリマーが、熱加工可
能またはエラストマータイプである請求項1〜4のいず
れか一つによる多層組成物。 - 【請求項6】 熱加工可能な水素添加ポリマーが、ヒド
ロセルロースポリマー、ポリアミド、ポリアミド共重合
体、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリオレフィ
ン、ポリイミド、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリ塩
化ビニル(PVC)、ポリスルホン、エチレン/酢酸ビ
ニル共重合体、またはポリアクリロブタジエンスチレン
(ABS)である請求項5による多層組成物。 - 【請求項7】 水素添加エラストマーが、アクリルゴ
ム、ニトリルゴム(NBR)、エチレン−プロピレンゴ
ム(EPM)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(E
PPM)、PVCと混合したニトリルゴム(NVC)、
またはエピクロロヒドリンゴム(CO及びECO)であ
る請求項5による多層組成物。 - 【請求項8】 架橋剤が、ラジカルタイプまたはイオン
タイプである請求項1〜7のいずれか一つによる多層組
成物。 - 【請求項9】 ラジカル架橋剤が、トリアリルイソシア
ヌレート(TAIC)、トリアリルシアヌレート(TA
C)、ジアリルイソフタレート、ジアリルテレフタレー
ト、フェニルインダンのエステル、アリールポリカルボ
ン酸のトリアリルエステル、またはビスオレフィンであ
る請求項8による多層組成物。 - 【請求項10】 ラジカル架橋剤が、パーオキサイドと
組み合わせて使用される請求項8または9による多層組
成物。 - 【請求項11】 パーオキサイドが層C)中に存在する
とき、架橋剤が層B)中に存在し、あるいはその逆であ
る請求項8〜10のいずれか一つによる多層組成物。 - 【請求項12】 イオン性架橋剤が、アミンタイプ、マ
レイミド誘導体、C 4〜C20の脂肪族ジアミン、または
ポリヒドロキシ芳香族化合物であり、任意にアンモニウ
ムまたはホスホニウム塩、ホスホランアミン塩から選択
される架橋促進剤と組み合わせる請求項8による多層組
成物。 - 【請求項13】 イオン性架橋剤が、脂肪族または芳香
族の保護されたジアミンである請求項12による多層組
成物。 - 【請求項14】 アミンが、層C)中で使用される請求
項12または13による多層組成物。 - 【請求項15】 架橋剤の量が、ポリマーに対して、
0.1〜20.0重量%の範囲である請求項8〜14の
いずれか一つによる多層組成物。 - 【請求項16】 層A)、B)及びC)の共押出により
得られうる請求項1〜15のいずれか一つによる多層組
成物。 - 【請求項17】 請求項1〜16のいずれか一つによる
多層組成物から得られうる製品。 - 【請求項18】 燃料ライン及び燃料ホースの形態の請
求項17による製品。 - 【請求項19】 以下の層:層B)の共重合体に対し
て、0〜95重量%の量の層A)の熱加工可能な共重合
体からもなり、ただし層B)が式(a)のアクリルモノ
マーを0.5モル%以下の量で含む請求項1〜15のい
ずれか一つで定義されたB);および請求項1〜15の
いずれか一つで定義されているC);とからなり、B)
および/または層C)中に、一つまたはそれ以上の架橋
剤を含有する多層組成物。
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